Materiales: Tratamientos térmicos y corrosión

Y, ¿se podría mejorar, aún más las cualidades de las aleaciones, que usamos en laconstrucción o en los diferentes objetos de la vida cotidiana?

La respuesta es SI.

Imagen de Cav en Wikimedia Commons bajo licencia CC

Para ello nuestros materiales pueden sufrir tratamientos posteriores como los: tratamientos térmicos,termoquímicos y tratamientos que prevengan su deterioro del proceso de la oxidación.

1. Tratamientos térmicos de los aceros

Como también decía el chico de nuestra historia, aunque el puente se llamaba "El puentede Hierro", de hierro no era, puesto que el hierro es un material sin aplicacionesconstructivas. Es de acero , y por eso vamos a estudiar los tratamientos térmicos delacero, ya que es uno de los materiales más usado en la industria.

Tratamiento térmico:

Proceso realizado sobre distintos metales u otros sólidos, que consiste básicamente, encalentarlos y posteriormente enfriarlos .

Dependiendo de la temperatura a la que se calientan y la velocidad a la que se enfrían,se consigue modificar la estructura cristalina, por lo tanto las variables que controlamosson la temperatura y el tiempo

Es importante tener claro que en estos procesos no se modifica la constituciónquímica de los materiales .

La finalidad de este proceso es mejorar las propiedades mecánicas delmaterial , sobre todo, la dureza , la resistencia , la tenacidad y la

maquinabilidad .

Existen fundamentalmente cuatro tratamientos térmicos:

-Temple

-Revenido

-Recocido

-Normalizado

Un tratamiento térmico de un acero consiste en:

Procesos de calentamiento y enfriamiento del material

Añadimos más carbono, para que sea más resistente

Modificar la constitución química de los materiales.

AV - Pregunta de Elección Múltiple

Solución

1. Opción correcta ( Retroalimentación )

2. Incorrecto ( Retroalimentación )

3. Incorrecto ( Retroalimentación )

No, no se manipula la concentración del acero

No, no se modifica la constitución química de los materiales sino susmicroconstituyentes.

1.1. Curvas TTT

Es un hecho experimental que cuando un acero es calentado o enfriado se pueden llegar a producircambios en su estructura, cambios de fase .

El estudio de estas transformaciones tenemos que considerar también la cinética (la velocidad)del proceso , es decir, el estado que realmente alcanza el sistema en función de la velocidad a la quese realiza el enfriamiento. Para ello utilizaremos los diagramas TTT .

Estos diagramas T.T.T. (Transformación-Tiempo-Temperatura) tienen en cuenta unavariable determinante en el proceso y que los diagramas de fase Fe-C no tienen encuenta, el tiempo que dura el proceso .

Estos diagramas representan las curvas de enfriamiento respecto a las coordenadastemperatura-tiempo.

DIAGRAMA TTT

Para este análisis emplearemos el diagrama T.T.T. correspondiente al acero denominadoeutectoide (0.8%C).

En estos gráficos se representa en el eje de abscisas el tiempo en escala logarítmica yen el eje de ordenadas la temperatura.

Las curvas rojas indican el tiempo requerido para que, fijada una temperaturaconstante cualquiera (proceso isotermo), la austenita se transforme en otra fase. Lasestructuras que se forman también se indican sobre el diagrama.

Las curvas azules se obtienen utilizando una serie de probetas de un cierto tipo deacero calentadas hasta que han alcanzado la temperatura ligeramente superior a la detemperatura de austenización y mantenidas en esa temperatura el tiempo suficientecomo para que toda la probeta se haya austenizado completamente. A continuación secomienza a enfriar cada una de las probetas a distintas velocidades y se vanobservando los microconstituyentes que se van obteniendo.

Cada enfriamiento dará lugar a una curva diferente, y a unmicroconstituyente diferente:

La línea V 1 : Se corresponde con un enfriamiento lento.

La línea V 2 : Corresponde a un enfriamiento más rápido.

Si aumentamos la rapidez de enfriamiento, llegamos a las curvas: línea V 3, V 4 ,

V 5 y la V 6

1.2. Temple

Temple:

Tratamiento térmico al que se somete a piezas ya conformadas de acero para aumentarsu dureza, resistencia a esfuerzos y tenacidad.

El tratamiento térmico del templado consiste :

En calentar hasta una temperatura superior a la de austenización (formación de laaustenita, ver tema diagrama equilibrio Fe-C), seguido de un enfriamiento losuficientemente rápido para obtener una estructura martensítica. De esta manera seobtiene un material muy duro y resistente mecánicamente. Por regla general, la formade realizar el enfriamiento consiste en sumergir la pieza en agua, aceite o aire fríocontrolando en todo momento la temperatura del fluido. Para conseguir un mejortemple se agita el fluido refrigerante.

FACTORES QUE INFLUYEN EN EL TEMPLADO

El tamaño de la pieza: cuanto más espesor tenga la pieza más hay queaumentar el tiempo de duración del proceso de calentamiento y de enfriamiento.

La composición química del acero: en general los aceros aleados son másfácilmente templables.

El tamaño del grano: influye principalmente en la velocidad crítica del temple,tiene más templabilidad el de grano grueso.

El medio de enfriamiento: El más adecuado para templar un acero es aquelque consiga una velocidad de temple ligeramente superior a la crítica. Losmedios más utilizados son: aire, aceite, agua, baño de sales fundidas y polímeroshidrosolubles.

¿Lo sabes todo acerca del temple?

AV - Pregunta Verdadero-Falso

Verdadero Falso

Verdadero

Sugerencia

Verdadero Falso

Verdadero

Mejoramos varias propiedades mecánicas del acero

Sugerencia

Verdadero Falso

FalsoA mayor tamaño, mayor peso y mayor necesidad para que el proceso de templado semás duradero

Sirve para aumentar la propiedad mecánica de dureza

Cuanto más espesor tenga la pieza más hay que disminuir el tiempo de duración delproceso de templado.

1.3. Revenido

En las piezas obtenidas mediante el proceso de temple aparecen grietas debidas a lastensiones internas a la que se ha sometido el material. Para evitar este defecto esnecesario aplicar un tratamiento térmico posterior llamado revenido.

Revenido:

Tratamiento térmico que consiste en calentar el acero templado hasta temperaturas pordebajo de la austenización (formación de la austenita o punto eutéctico), manteniendola temperatura el tiempo necesario, para después enfriar a la velocidad adecuada.

Su objetivo es eliminar las tensiones internas y estabilizar la estructura y aumentar laplasticidad. Permite que, en los diversos volúmenes, las deformaciones elásticas seconviertan en plásticas, diminuyendo la tensión.

Solución

1. Correcto

2. Correcto

3. Incorrecto

El revenido:

Soluciona los problemas de grietas originados en el temple.

Aumenta la plasticidad del material

Dividel el material en dos zonas claramente diferenciadas

AV - Pregunta de Selección Múltiple

1.4. Recocido

Recocido:

Tratamiento térmico que consiste en calentar la pieza hasta una temperatura dada.Posteriormente el acero es sometido a un proceso de enfriamiento lento en el interiordel horno apagado.

De esta forma se obtienen estructuras de equilibrio. Son generalmente tratamientosiniciales mediante los cuales se ablanda el acero.

Es tratamiento térmico muy utilizado y según las temperaturas que se alcanzan en elproceso se pueden disintiguir los siguientes tipos:

1. Recocido Completo: Afina el grano cuando ha crecido producto de un maltratamiento. Se realiza en aceros hipoeutectoides.

2. Recocido Incompleto: Elimina tensiones. Sólo recristaliza la perlita. Es máseconómico que el anterior.

3. Recocido de Globulización: Mejora la mecanibilidad en los aceroseutectoides e hipereutectoides.

4. Recocido de Recristalización: Reduce tensiones y elimina la acritud.

5. Recocido de Homogenización: Elimina la segregación química y cristalina.Se obtiene grano grueso por lo que es necesario un recocido completo posterior.

Sugerencia

Verdadero Falso

VerdaderoAl ser un enfriamiento lento (al mismo ritmo que se enfría el horno), da tiempo a quelas estructuras formadas sean de equilibrio.

Sugerencia

¿Qué has aprendido del recocido?

Con el recocido se obtienen estructuras de equilibrio porque el enfriamiento se realizadentro del horno y con éste apagado.

Con el recocido se consigue aumentar la dureza del acero.

AV - Pregunta Verdadero-Falso

FalsoCon el recocido conseguimos ablandar el acero.

Sugerencia

Verdadero Falso

FalsoTanto el recocido completo como el incompleto se aplica a aceros hipoeutectoides .

Sugerencia

Verdadero Falso

VerdaderoEl recocido de recristalización reduce las tensiones del material.

El recocido completo se aplica a aceros hipoeutectoides y el incompleto a loshipereutectoides.

Si queremos reducir tensiones en un material le realizaremos un recocido derecristalización.

1.5. Normalizado

Se denomina normalizado por que se entiende que con este tratamiento los acerosobtienen sus propiedades normales.

Consiste en un calentamiento del acero, 50 grados por encima de la temperatura deaustenización, seguido de un enfriamiento al aire. La velocidad de enfriamiento nopuede ser elevada evitando la formación de martensita y confiriendo al acero unaestructura perlítica y ferrita o cementita de grano fino.

Objetivos del normalizado.

Mediante este proceso se consigue:

Subsanar defectos de las operaciones anteriores de la elaboración encaliente (colada, forja, laminación,…) eliminando las posibles tensionesinternas.

Preparar la estructura para las operaciones tecnológicas siguientes (porejemplo mecanizado o temple). se consigue que la estructura interna del acerosea más uniforme y aumentando la tenacidad.

El normalizado se utiliza como tratamiento previo al temple y al revenido, aunque enocasiones puede ser un tratamiento térmico final.

El normalizado tiene como finalidad:

El afino de la perlita.

El afino de la martensita.

El afino de la austenita.

AV - Pregunta de Elección Múltiple

Solución

1. Opción correcta ( Retroalimentación )

2. Incorrecto ( Retroalimentación )

3. Incorrecto ( Retroalimentación )

Solución

1. Opción correcta ( Retroalimentación )

2. Incorrecto ( Retroalimentación )

3. Incorrecto ( Retroalimentación )

Aunque en los aceros con bastante contenido en carbono aparecen productosmartensíticos además de los perlíticos, esa no es la finalidad del normalizado

No se produce austenita en un proceso de normalizado.

Con el normalizado conseguimos:

Preparar el material para un mecanizado posterior.

Disminuir la dureza de la martensita.

Disminuir la dureza para luego utilizar el material en procesos de forja.

Preparar el material para un mecanizado posterior es una de las finalidades delnormalizado.

En el normalizado no se obtienen martensita.

El normalizado consigue subsanar defectos de operaciones en caliente anteriores,como colada, forja, laminación...

2. Tratamientos termoquímicos

Nuestro amigo de la historia inicial se planteaba por qué la estructura metálica del puenteapenas estaba oxidada.

Nosotros, después de ver este punto, podemos pensar que quizás el acero del puente habíarecibido algún tratamiento termoquímico.

Entenderemos por tratamientos termoquímicos aquellos en los que, además de loscambios en la estructura del acero, también se producen cambios en la composiciónquímica de su capa superficial, añadiendo distintos productos químicos hasta unaprofundidad determinada.

Mediante estos tratamientos se modifica la composición química superficial del material,por lo tanto, las variables que controlamos son la temperatura, el tiempo y lacomposición química

Imagen de Graibread en Wikipedia bajo licencia CC

En general el procedimiento consiste en meter la pieza en un horno en el que controlamos la atmósferaque rodea a la pieza, calentamos hasta una temperatura determinada, mantenemos esa temperatura eltiempo necesario para que se produzca una difusión atómica en la superficie de la pieza con unaprofundidad determinada y enfriamos.

Los objetivos que se persiguen mediante estosprocesos son variados pero entre ellospodemos destacar:

Mejorar la dureza superficial de laspiezas, dejando el núcleo más blando ytenaz.

Aumentar la resistencia al desgastedebido al rozamiento aumentando el poderlubrificante .

Aumentar la resistencia a la fatiga y/ola corrosión. sin modificar otraspropiedades esenciales tales comoductilidad.

Entre los procedimientos más habituales tenemos:

Los tratamientos más importantes son:

Cementación (C) : Consite en incrementar la dureza superficial de una pieza de acero dulce,aumentando la concentración de carbono en su superficie. Obteniendo, una gran durezasuperficial, resistencia al desgaste, buena tenacidad en el núcleo y aumento de la resiliencia.

Nitruración (N) : En este caso se incorpora nitrógeno a la composición superficial de lapieza. Al igual que la cementación este método también aumenta la dureza superficial del acero,aunque lo hace en mayor medida. Los aceros tratados por este procedimiento adquieren una altaresistencia a la corrosión.

Imagen de elaboración propia

Imagen de elaboración propia

Cianuración (C+N) : Este procesopermite el endurecimiento superficial depequeñas piezas de acero. Utiliza baños con cianuro, carbonato y cianato sódico. Es una mezclade cementación y nitruración.

Carbonitruración (C+N) : Al igual que la cianuración, introduce carbono y nitrógeno en unacapa superficial, sin embargo estos elementos estan en forma de hidrocarburos como metano,etano o propano; amoniaco (NH 3 ) y monóxido de carbono (CO). En el proceso se requieren

temperaturas de 650 a 850 C. Es necesario realizar un temple y un revenido posterior.

Sulfinización (S+N+C) : En este proceso se incrementa la resistencia al desgaste obtenidaen los procesos de cianuración y carbonitruración mediante la acción del azufre. Se aumenta laresistencia al desgaste, favorece la lubricación y disminuye el coeficiente de rozamiento.

Solución

1. Correcto

2. Correcto

3. Correcto

En un tratamiento termoquímico:

Se producen cambios en la composición química del material.

Se producen cambios en la estructura del material.

Se producen cambios en la estructura y en la composición química delmaterial.

En la cementación:

Se aumenta la dureza superficial del acero.

AV - Pregunta de Selección Múltiple

Solución

1. Correcto

2. Correcto

3. Incorrecto

Solución

1. Correcto

2. Correcto

3. Incorrecto

Se añade cemento al acero.

La cianurización y la carbonitruración de diferencian en que:

Ambas aumentan la concentración de nitrógeno y de carbono en lasuperficie de la pieza, pero en la carbonitruración estos elementos estánen forma de hidrocarburos.

Ambas aumentan la concentración de nitrógeno y de carbono en lasuperficie de la pieza, pero en la carbonitruración estos elementos estánen forma de amoniaco y monóxido de carbono.

En la cianurización se aumenta la concentración de cianuro en lasuperficie de la pieza, y en la carbonitruración se aumenta laconcentración de nitrógeno y de carbono.

3. Oxidación y corrosión

El protagonista de nuestra historia decía que había una cosa que le llamaba la atención: quela estructura metálica del puente apenas estuviese oxidada.

¿Qué significa que un material o una estructura se oxide? ¿Por qué se oxida? ¿Quéconsecuencias tiene? ¿Cómo podemos evitarlo?

Todo eso lo iremos aprendiendo a lo largo de este tema.

En el caso de los materiales metálicos, la humedad y el oxígeno del aire, los van oxidando,pudiendo este ataque acabar destruyéndolos. A este fenómeno se le denomina oxidación ycorrosión , mientras que en los materiales poliméricos se denomina degradación . Puede

entenderse como la tendencia general que tienen los materiales a alcanzar su forma más estable ode menor energía interna.

La corrosión es un fenómeno espontáneo que afecta prácticamente a todos los materialesprocesados por el hombre. Es una oxidación acelerada y continua que desgasta, deteriora e inclusopuede afectar la integridad física de objetos y estructuras. Esta degradación de los materiales puedellegar a provocar interrupciones en los procesos de fabricación de las empresas, reducción en laeficiencia de los procesos, contaminación ambiental, pérdida de productos, mantenimientos muycostosos y la necesidad de rediseñar equipos y procesos industriales.

La industria de la corrosión, entendida como todos los recursos destinados a estudiarla, prevenirla ycombatirla, mueve anualmente miles de millones de euros. Se estima que los países industrializadosdedican alrededor del 4% de su PIB (Producto Interior Bruto) a los gastos inherentes a los dañospor corrosión; solamente hablando del acero, de cada diez toneladas fabricadas por año se pierdendos y media por corrosión.

Por esta razón, cada día se desarrollan nuevos recubrimientos, se mejoran los diseños de piezas yestructuras, se crean nuevos materiales, se sintetizan mejores inhibidores, en un esfuerzopermanente por minimizar el impacto negativo de la corrosión.

Oxidación o corrosión:

Reacción química de un material, normalmente metálico, con la humedad y el oxígenoatmósferico por la cual se modifica su estructura y propiedades físicas.

El 28 de abril de 1988 un boeing 737 de de 19 años de antigüedad de la aerolíneahawaiana Aloha sufrió la rotura de gran parte de su fuselaje a 24.000 pies de altura,el piloto consiguió aterrizar en una isla próxima, evitando una enorme catástrofe. Lainvestigación posterior del accidente comprobó como la corrosión producida en losremaches del fuselaje generada en este caso por la filtración y el estancamiento de

Puedes ver un interesante documental del National Geographic Channel sobre esteaccidente que cambio el mundo de la aviación pulsando en el siguiente enlace:

http://unabrevehistoria.blogspot.com/2008/09/un-boeing-descapotable.html?

3.1 Tipos de corrosión

Existen dos tipos de procesos de oxidación:

Oxidación directa o atmosférica.

Oxidación electroquímica o galvánica .

Vamos a estudiarlos por separado.

3.1.1. Directa o atmosférica

Ahora veremos que la corrosión atmosférica puede afectar al puente de nuestro amigo,sólo por estar " al aire" y además cerca de un río, ambiente en el que habrá máshumedad de lo habitual.

La corrosión atmosférica resulta de la combinación de los átomos metálicos con los dela sustancia agresiva.

En el caso del hierro puede deberse a la acción del oxígeno, del azufre...:

Oxidación causada por la acción del oxígeno : 2 Fe + O 2 → 2 FeO

Oxidación causada por la acción del azufre : Fe + S → FeS

Imagen de Tungsten en Wikimedia Commons bajo licencia CC

En las reacciones de oxidación, los metales ceden electrones a otras sustancias,pasando de su estado elemental a formar iones positivos a los que llamaremoscationes .

M → Mn +n + n e-

Donde n el número de electrones que pierde cada átomo metálico oxidado. A estareacción se le llama reacción de oxidación o anódica .

Es necesario que simultanemente a este proceso se produzca otro equivalente enque otra sustancia gane los electrones perdidos por el metal, y a esta otra reacciónse le llamará de reducción o catódica .

En estas reacciones, el metal, con el paso del tiempo, se combina con otros elementos pasando aformar otros compuestos (óxidos, carbonatos, sulfatos,...) que quedan adheridos a la superficie delmetal.

En ocasiones los compuestos formados en estas reaciones son impermeables a la humedad sirviendo asíde películas protectoras que aíslan el metal del agente corrosivo. A este fenómeno se le denomina

pasivación .

La corrosión directa o atmosférica es la responsable de la mayor cantidad de daños enlos materiales. Grandes cantidades de metal de automóviles, puentes, cerramientos oedificios están expuestas a la atmósfera y se ven atacados por el oxígeno y lahumedad.

La severidad de este tipo de corrosión aumenta cuando la sal o los elementos quepropician la lluvia ácida (compuestos de sulfuro y nitrógeno) están presentes.

Factores que influyen en la corrosión atmosférica son la temperatura, la presencia decontaminantes ambientales y la humedad.

Respecto a la intensidad con que se manifiestan los fenómenos de corrosión podemosdefinir tres tipos de ambientes atmosféricos:

Industriales : Los ambientes industriales suelen contener una grancantidad de partículas en suspensión aérea, principalmente compuestossulfurosos, nitrosos y otros agentes ácidos. Estas partículas favorecen eldesarrollo del proceso de corrosión.

Marinos: La salinidad del agua del mar se debe a la presencia de clorhidro,un ión particularmente agresivo que favorece la corrosión de los sistemasmetálicos, acelerando el proceso.

Rurales: Al existir bajos niveles de partículas ácidas y otros compuestosagresivos en este tipo de ambientes, se produce un menor efecto de corrosiónatmosférica.

Imagen de Falcorian en Wikimedia Commons bajo licencia CC

Sugerencia

Verdadero Falso

FalsoEsa reacción es un tipo de corrosión atmosférica, pero no tiene que ser siempre lareacción del hierro, y tampoco tiene que ser siempre la reacción con el oxígeno.

¿Qué sabes de la corrosión atmosférica?

La corrosión atmosférica consiste en la reacción del hierro con el oxígeno para formaróxido de hierro.

AV - Pregunta Verdadero-Falso

Sugerencia

Verdadero Falso

FalsoEn un proceso de oxidación atmosférica siempre hay una reacción anódica y otracatódica. En la anódica los metales ceden electrones y en la catódica otros elementoscaptan esos electrones.

Sugerencia

Verdadero Falso

FalsoLa severidad de la corrosión atmosférica aumenta sólo cuando hay lluvia ácida, lo quesignifica que hay en la atmósfera compuestos de azufre y nitrógeno que puedenreaccionar con el oxígeno.

La severidad de la corrosión atmosférica aumenta cuando hay lluvia ácida o efectoinvernadero.

3.1.2. Electroquímica o galvánica

Corrosión electroquímica o galvánica es la que se produce cuando dos metales dediferente electronegatividad se encuentran en contacto.

El metal con mayor electronegatividad se oxida (ánodo), dando lugar a su progresivodeterioro y desprendimiento desde la superficie metálica, en presencia del segundo(cátodo).

Este tipo de reacción es un caso particular de unos sistemas químicos conocidos como Pila Galvánica .Estos sistemas están formados a su vez por dos semisistemas:

Una zona anódica , la que se va a corroer.

Una zona catódica , que se va a reducir.

Los metales de cada semisistema son distintos y poseen electronegatividades diferentes, y en cadauno de estos semisistemas un metal está en contacto con su forma iónica. Ambos sistemas están encontácto eléctrico a través de un medio que permite la transmisión de los electrones, al quellamaremos electrolito .

El electrolito, salvo casos en los que está sumergido o enterrado el metal, es el agua condensada de laatmósfera. Para ello es necesario que la humedad relativa sea superior al 70%.

Al establecer el contacto eléctrico entre ambos sistemas se observa que el metal más electronegativoactúa como ánodo, oxidándose. Por su parte el menos electronegativo se reduce. Aparece, pues, unflujo de electrones (corriente eléctrica) desde el ánodo al cátodo. Tenemos así, nuestra pila.

Imagen de Orgullobot en Wikimedia Commons bajo licencia CC

En estas reacciones se produce la oxidación del ánodo, dando lugar al desprendimientoprogresivo de material desde la superficie del metal.

Modelo de serie galvánica en la que aparecen los potenciales de reducción de losmetales más utilizados:

Metal-Reacción Potencial

electródico

(V)

Metal-

Reacción

Potencial

electródico

(V)

Au → Au 3+ +

3e -

+1,50 Sn → Sn 2+ +

2e -

-0,14

2H 2 O → O 2 +

4H + +4e-

+1,23 Ni → Ni 2+ +

2e -

-0,25

Pt → Pt 4+

+4e -

+1,20 Fe → Fe 2+ +

2e -

-0,44

Ag → Ag + + e - +0,80 Cr → Cr 2+ +

2e -

-0,56

Fe 2+ → Fe 3+

+e -

+0,77 Zn → Zn 2+ +

2e -

-0,76

4(OH) - → O 2

+H 2 O + 4e -

+0,40 Al → Al 3+ +

3e -

-1,66

Cu → Cu 2+ +

2e -

+0.34 Mg → Mg 2+ +

2e -

-2,36

H 2 → 2H + +

2e -

0,00 Na → Na + +

e -

-2,71

Pb → Pb 2+ +

2e -

-0,13 Li →Li 2+ +

2e -

-2,96

Observa como al H 2 se le ha asignado por convenio un potencial cero. Los metales

que tienen un potencial mayor no se oxidarían en su presencia.

Si unimos un semisistema Au/Au +3 (potencial +1,50 V) con otro que contenga

Cu/Cu 2+ (potencial +0,34 V) el cobre metálico se oxidará a su forma iónica y el catión

Au +3 se reducira a oro metálico.

Sugerencia

Verdadero Falso

VerdaderoLa corrosión electroquímica se produce cuando tenemos dos metales en contacto,pero habría que concretar: dos metales de diferente electronegatividad.

Sugerencia

Verdadero Falso

FalsoEl electrolito no tiene por qué ser un líquido. De hecho, en numerosas ocasiones es elaire húmedo de la atmósfera.

¿Te ha quedado claro lo que es la corrosión electroquímica?

La corrosión electroquímica se produce cuando tenemos dos metales en contacto.

El electrolito es un líquido que permite la transmisión de electrones.

AV - Pregunta Verdadero-Falso

3.2. Medidas de protección contra la corrosión

El investigador de nuesta historia reflexionaba y pensaba: ¿Qué tratamientos habrándado a ese “hierro” para evitar la oxidación y la corrosión? ¿También el diseño influyeen esa prevención?

Y pensaba muy bien, el diseño influye, pero además hay que tener en cuenta unasmedidas de protección para evitar la oxidación y la corrosión. Hemos visto que erandebidas a la reacción de los metales con el oxígeno del aire, o con otros metales, que lahumedad influía...

Entonces habrá que tomar una serie de medidas que impidan o al menos minimicenestos contactos y ahora los estudiaremos.

Son múltiples los sistemas de protección existentes, para ello se requieren esfuerzosmultidisciplinares y la experiencia ha demostrado que muchas veces la solución óptima se

alcanza integrando varios de ellos.

En general para paliar el efecto de la corrosión se tiene impedir que se desarrollen reaccioneselectroquímicas, por lo que se debe evitar la presencia de un electrolito que actúe como medioconductor que facilite la transferencia de electrones desde el metal anódico.

Todos los medios de protecció n van destinados a evitar alguna de las causasque provocan la oxidación y corrosión .

Veamos la medidas más utilizadas en la actualidad:

Recubrimientos :

En principio es el método más evidente, cubrimos el material por una capa deotra sustancia que no se oxida y que impide que el material sensible entre encontacto con el oxígeno y la humedad. Dentro de este tipo de protecciónpodemos diferenciar:

Las grasas o aceites que se eliminan con facilidad. Las pinturas orecubrimientos cerámicos . Y más duraderos, recubrir metales con un alto gradode corrosión con otros que tengan un grado de corrosión menor, por ejemplo el acerogalvanizado que consiste en depositar Zn sobre el acero (vigas, vallas, señales

tráfico); o estañado Sn estaño sobre la hoja lata (latas de conserva).

Protección catódica:

En este método se obliga al material que se pretende proteger a comportarse comoun cátodo suministrándole electrones. Para ello se emplea otro metal que estará encontacto con él, llamado ánodo de sacrificio .

El ánodo de sacrificio está formado por un metal mucho más electronegativo que elmetal a defender, y que aportará electrones al metal a proteger. Ejemplo de ánodosde sacrificio: cinc o magnesio.

Inhibidores:

El método consiste en añadir productos químicos al electrolito (inhibidores) queactúan como catalizadores modificando la velocidad de la corrosión disminuyéndola.

Pasivadores (protección anódica):

Se dice que un metal tiene pasividad natural cuando al oxidarse se forma una finacapa de óxido que impide la corrosión del mismo, como ocurre con el aluminio, elcobre, etc. Este mismo efecto puede conseguirse de forma artificial en ciertos metalessumergiéndolos en algunos ácidos.

Protección por selección de materiales y diseño:

Tal y como hemos visto existe una gran cantidad de sistemas para controlar lacorrosión y no todos los metales tienen el mismo comportamiento frente a ella. Por locual el método más eficaz sea realizar un buen diseño y elección de los materiales aemplear en las aplicaciones industriales, de tal forma que se evite dicho fenómeno.

Modificación del entorno:

Uno de los factores determinantes en la velocidad y grado de los procesos deoxidación son las condiciones ambientales. El control o modificación de estascondiciones pemitirá controlar y minimaz el proceso.

Solución

1. Correcto

2. Incorrecto

La protección con recubrimiento de pintura:

Se basa en que la pintura impide que el metal entre en contacto con eloxígeno y la humedad y se oxide.

Es el método de protección utilizado en las latas de conserva.

Sugerencia

Verdadero Falso

VerdaderoEn la protección catódica hacemos que se oxide un metal, pero un metal que no nosinteresa, de manera que, al oxidarse éste, no se oxida el que realmente nos interesaproteger.

Sugerencia

En la protección catódica hacemos que se oxide un metal.

El ánodo de sacrificio debe ser menos electronegativo que el metal a proteger.

AV - Pregunta de Selección Múltiple

AV - Pregunta Verdadero-Falso

FalsoEn una pila el elemento más electronegativo es el que se oxida. Por tanto, el ánodode sacrificio debe ser más electronegativo que el metal a proteger.

Interesante video con el que puedes repasar los diferentes tipos de corrosión.http://www.youtube.com/watch?v=t47Ffkku_uM